Verspreiding van cultuur in het Neolithicum door middel van een beperkte groep pioniers die zich elders vestigden en hun gewoontes introduceerden in een nieuwe bevolkingsgroep
Demische diffusie wordt gezien als het belangrijkste mechanisme waarlangs de landbouw zich verspreidde vanuit het Midden Oosten naar West Europa. Het is een model waarbij demen, dat wil zeggen demografische eenheden van de bevolking (bijvoorbeeld een groep mannen of een aantal gezinnen) naar elders trokken, hun cultuur meenamen en zich vervolgens mengden met de lokale bevolking.
Voor de verspreiding van de landbouw waren altijd twee verklaringen: (1) vervanging: de landbouwvolkeren trokken Europa in en vervingen de oudere mesolithische volkeren zonder met ze te mengen, of (2) culturele transmissie: de landbouw breidde zich uit doordat mensen het afkeken van hun buren. Het model van demische diffusie heeft beide elementen in zich.
De verspreiding van artefacten zoals aardewerk lijkt het model van culturele transmissie te ondersteunen. De verschillende culturen vormen een mooie gradiënt, vanaf het Midden-Oosten tot in Noordwest-Europa, die loopt van 10.000 tot 4.000 jaar geleden. Telkens schuift de grens een stukje op.
Maar de genetische gegevens laten zien dat een zekere mate van genetische vervanging ook aan de orde was. Onderzoek aan het mitochondriaal DNA van Europese volkeren door de Amerikaanse antropoloog en geneticus Luigi Luca Cavalli-Sforza laat zien dat er een duidelijke genetische gradiënt is. De huidige (oorspronkelijke) Europeanen hebben een gemengde afkomst: gemiddeld is 28% van hun DNA van neolithische oorsprong (verwant aan de volkeren van het Midden-Oosten) en 78% paleolithisch (verwant aan de eerste bewoners die vanaf 40.000 jaar geleden in Europa leefden, zoals de Cro-magnonmens). Ook craniometrische gegevens (metingen aan de schedel) ondersteunen het demische diffusiemodel.
